Produção e caracterização de redes de período longo para aplicações em sensoriamento

Abstract

Este trabalho descreve a produção e a caracterização de redes de período longo (LPG) nos laboratórios do CEFET-PR. São abordados aspectos referentes ao desenvolvimento histórico e aos princípios de funcionamento do dispositivo. Apresentamos os resultados obtidos na produção e na caracterização das redes, bem como os sistemas experimentais desenvolvidos para estes fins. O método empregado para a escrita de redes foi o da aplicação ponto-a-ponto de um arco elétrico, sendo produzidas redes com períodos entre 570 e 650 μm operando na terceira janela de transmissão em torno de 1,55 μm. Foram obtidas atenuações de até 4,7 dB no espectro de transmissão, com larguras de banda variando entre 29 e 62 nm. O sistema desenvolvido para a leitura pode também ser utilizado durante o processo de escrita, possibilitando o acompanhamento do processo de formação do dispositivo. As redes foram também caracterizadas em função da variação da temperatura e do índice de refração do meio externo. As sensibilidades obtidas estão entre 0,076 e 0,136 nm/oC para variação de temperatura, entre 21 e 63 oC. Uma resolução média de 0,0139 (nm)-1 foi obtida, para índices de refração do meio externo variando entre 1,333 e 1,430. Esses resultados apontam para a possibilidade da utilização das redes de período longo para fins de sensoriamento.

This work describes the production and characterization of long period fiber gratings (LPG) at CEFET-PR laboratories. Aspects concerning both to the historical development and the device working principles are presented. Results from the production and characterization of gratings are shown, besides to the developed experimental setups. In the writing process was used a point-to-point electrical arc discharge application, resulting in gratings with periods between 570 and 650 μm operating in the third transmission window around 1.55 μm. Attenuation up to 4.7 dB in the transmission were obtained, with bandwidths between 29 and 62 nm. The developed reading setup can also be used during the writing process, which allows following the grating growth. The gratings were also characterized for both external temperature and refractive index changes. The sensibilities lie between 0.076 and 0.136 nm/oC for temperatures ranging from 21 to 63 oC. An average resolution of 0.0139 (nm)-1 was achieved with external refractive indexes values between 1.333 and 1.430. Those results point out to the prospect of using the written LPG for sensing purposes.